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Gesundheitsrisiken im Stall durch Stallluft

Gesundheitsrisiken im Stall durch Stallluft

Die Luft in Nutztierställen enthält eine Vielzahl von Verunreinigungen, denen eine erhebliche Beteiligung an der Entwicklung von Atemwegserkrankungen bei den im Stall gehaltenen Tieren und den im Stall arbeitenden Menschen zugeschrieben wird. Der Anteil der Tierhalter, die über Atemwegsbeschwerden im Zusammenhang mit Stallarbeit klagen, liegt bei 12–20 %. Die Hauptkomponenten der Luftverunreinigungen in Ställen sind Geruchsstoffe, Gase, Mikroorganismen und Staub. Zu den wichtigsten der mehr als 136 Gase gehören Ammoniak (NH3), Schwefelwasserstoff (H2S) und Kohlendioxid (CO2). Die Konzentrationen an Bakterien liegen regelmäßig zwischen 100 und 1000 KBE/l Stallluft. Der Stallstaub besteht bis zu 90 % aus organischen Bestandteilen und kann Konzentrationen bis 10 mg/m³ als Gesamtstaub erreichen. Die Staubpartikel tragen Bakterien, Pilze, Endo-toxine und auch Antibiotikarückstände. Wegen ihrer komplexen Zusammensetzung werden die Luftverunreinigungen der Stallluft zusammenfassend auch als Bioaerosole bezeichnet. Diese können auf Atemwege, Augen und Haut mechanisch, entzündlich, infektiös und allergisch/toxisch einwirken. Die höchsten Bioaerosol-Konzentrationen werden in Legehennenställen (v. a. Volierenhaltung) angetroffen. Dort werden regelmäßig die MAK-Werte (maximale Arbeitsplatzkonzentrationen) für einatembaren und alveolengängigen Staub überschritten. Einen gewissen Schutz bieten richtig angelegte Atemschutzmasken. Zur besseren Einschätzung gesundheitlicher Risiken durch Stallluft sollte ein „Belastungsindex“ für Stall-Bioaerosole entwickelt werden. Dieser könnte helfen, emissionsarme und gleichzeitig tier- und arbeitsfreundliche Haltungssysteme zu entwickeln. Eine zukunftsorientierte, nachhaltige Nutztierhaltung muss künftig – neben Tierschutz, Umweltschutz, Verbraucher-schutz und der die Nutztierhaltung tragenden Ökonomie – auch den Arbeits-schutz verstärkt berücksichtigen.

Schlüsselwörter: Stallluft – Atemwegserkrankungen – Bioaerosole – Belastungsindex

Health risks in farm animal buildings due to the air

The air in farm livestock buildings contains a variety of contaminants which contribute significantly to the development of respiratory diseases in the animals kept in the building and the people working there. The proportion of animal keepers who complain of respiratory symptoms related to working in farm animal buildings is 12–20 %. The main components of the air contamination in farm animal buildings are odorous substances, gases, micro-organisms and dust. Among the most important of the more than 136 gases are ammonia (NH3), hydrogen sulphide (H2S) and carbon dioxide (CO2). The concentrations of bacteria are generally between 100 and 1000 CFU/l of the air in the building. The dust consists of up to 90 % organic components and can reach concentrations of up to 10 mg/m³ total dust. The dust particles carry bacteria, fungi, endotoxins and antibiotic residues. Because of its complex composition, the air contamination in the building is collectively referred to as bio-aerosols. These can have a mechanical, inflammatory, infectious and allergic/toxic effect on the respiratory tract, the eyes, and the skin. The highest bio-aerosol concentrations are found in laying hen houses (especially aviary systems). There, the MWC values (maximum workplace concentrations) are regularly exceeded for inhalable and respirable dust. Properly applied respirator masks offer some protection. In order to better assess the health risks from the air in farm animal buildings, a “contamination index” should be developed for animal building bio-aerosols. This could help to develop low-emission animal husbandry systems which are at the same time animal-friendly and conducive to working in. In the future, a forward-looking, sustainable animal husbandry must give greater consideration not only to animal welfare, environmental protection, consumer protection and a livestock-supporting economy, but also increased occupational safety.

Keywords: farm animal building air – respiratory diseases – bio-aerosols – contamination index

J. Hartung

(eingegangen am 02. 07. 2014 [auf Anforderung der Chefredaktion], angenommen am 28. 07. 2014)

ASU Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed 2014; 49: 596–602

Einleitung

Die Arbeit in Nutztierställen ist vielfältig und anstrengend und erfordert hohe Verantwortung gegenüber den Tieren, die in der Regel der Lebensmittelgewinnung dienen. Landwirte und ihre Mitarbeiter sind dabei einer Reihe von Gesundheitsrisiken ausgesetzt, die von Verletzungen durch Gegenstände, Geräte, Maschinen und durch die Tiere selbst sowie Schäden durch jahrzehntelange hohe Arbeitsbelastung bis hin zu Atemwegserkrankungen reichen.

Die Luft in Nutztierställen setzt sich zusammen aus den Bestand-teilen der Außenluft, die über das Lüftungssystem in den Stall gelan-gen, und aus Stoffen, die im Stall neu oder im Vergleich zur Außenluft in erhöhter Konzentration gebildet und an die Stallluft abgegeben werden. Von einem Großteil dieser zusätzlich in der Luft vorhandenen Stoffe wird angenommen, dass sie an der Entwicklung von Atemwegserkrankungen bei den im Stall gehaltenen Tieren und bei den im Stall arbeitenden Menschen beteiligt sind.

Von Untersuchungen auf Schlachthöfen ist bereits seit den 80er Jahren bekannt, dass bis zu 40 % der zur Schlachtung kommenden Mastschweine eines Betriebs Lungenveränderungen aufweisen können (Elbers 1991) und die Lungen daher aus fleischhygienischer Sicht verworfen werden müssen. Auch in der Geflügelmast ist der Anteil der bei der Fleischbeschau verworfenen Tierkörper aufgrund von Veränderungen am Respirationstrakt mit bis zu 30 % relativ hoch (Hartung u. Whyte 1994).

Der im Stall arbeitende Mensch ist dieser Stallluft zeitlich deut-lich kürzer ausgesetzt als die Tiere. Dennoch haben die Berichte über Erkrankungen der Atemwege von in Nutztierställen arbeitenden Personen seit etwa zwei Jahrzehnten deutlich zugenommen (Crook et al. 1991; Donham et al. 1995; Radon et al. 2002). Die Menschen klagen über Symptome wie giemende Atemgeräusche (14,1 %), Kurzatmigkeit (5,1 %), Asthma (2,8 %), allergischen Schnupfen (12,4 %) und Auswurf (16,8 %). Die Anzahl der Personen, denen wegen obstruktiver Atemwegserkrankungen (BK 4301, 4302) eine Berufskrankheitsrente zuerkannt wurde, stieg von 17 im Jahre 2002 auf 27 im Jahre 2003 (Präventionsbericht der LBG Niedersachsen-Bremen 2003). Insgesamt liegt der Anteil der Tierhalter, die über Atemwegsbeschwerden im Zusammenhang mit Stallarbeit klagen zwischen 12 und etwa 20 %, wie eine Studie vor einigen Jahren im Norddeutschen Raum zeigte (Nowak 1998).

Bei den im Stall gebildeten Stoffen handelt es sich in erster Linie um Gase, Gerüche, Stäube, Mikroorganismen und Endotoxine, die von den Tieren, dem Futter, der Einstreu oder den Fäkalien ausgehen (Hartung 1991). Auch über die Zuluft können nachteilige Stoffe in die Ställe gelangen (z. B. Anke et al. 2000). Wegen ihrer komplexen biologischen Natur werden die Luftverunreinigungen in der Stallluft in ihrer Gesamtheit auch als Bioaerosole bezeichnet (Seedorf u. Hartung 2002). Unter Bioaerosolen kann man in Anlehnung an Hirst (1995) luftgetragene Partikel mit biologischer Aktivität verstehen, die sich durch ihr Potenzial zur Auslösung von Infektionen und Allergien oder anderen toxischen oder pharmakologischen Wirkungen bei Mensch und Tier auszeichnen. Im Folgenden wird ein kurz gefasster Überblick über die wichtigsten Luftverunreinigungen in Nutztierställen gegeben.

Gase und Geruch

Die zahlenmäßig größte Gruppe der Luftverunreinigungen im Stall stellen die gasförmigen Verbindungen dar. Bislang sind mehr als 130 Spurengase in der Stallluft identifiziert worden (z. B. Hartung 1988). Die wesentlichsten Stoffgruppen sind Alkohole, Amine, Ester, heterozyklische Verbindungen, Ketone, Merkaptane, Phenole, organische Säuren und Sulfide. Der größte Teil dieser Verbindungen hat osmogene Eigenschaften, d. h., sie vermögen beim Menschen Geruchsempfindungen auszulösen. Diese Stoffe tragen wesentlich zur Geruchsbelästigungen im Stall und in dessen Umgebung bei.

Im Stall kommt vor allem den Gasen Ammoniak und Schwefel-wasserstoff, unter speziellen Bedingungen auch Kohlenmonoxid, eine besondere gesundheitliche Bedeutung für Mensch und Tier zu. Während Ammoniak regelmäßig in der Stallluft anzutreffen ist, tritt Schwefelwasserstoff unter Normalbedingungen nur in Spuren auf. Erst beim Ablassen oder Umrühren des im Stall gelagerten Flüssig-mists kommt es zur Freisetzung erheblicher Gasmengen. Kohlenmonoxid entsteht meist nur bei unsachgemäßem Betrieb von Motoren, Gas- oder Ölbrennern im Stall. In  Tabelle 1 ist ein Vergleich der Konzentrationen einiger wichtiger Gase gegeben. Insbesondere bei Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Dimethylamin können die MAK-Werte (maximal zulässige Arbeitsplatzkonzentrationen) z. T. deutlich überschritten werden. Die größte akute Gefahr für Mensch und Tier im Stall geht zweifellos von Schwefelwasserstoff, Kohlenmonoxid und Ammoniak aus. Gerüche machen i. d. R. nicht krank.

Mikroorganismen der Stallluft (Bioaerosole)

Die Keimflora der Stallluft setzt sich überwiegend aus Staphylokokken (etwa 60 %), Streptokokken (30 %), Pilzen, Sporenbildnern und wechselnden Zahlen anderer Mikroorganismen, wie z. B. Entero-bakterien, zusammen. Die folgende Auflistung enthält eine Zusammenstellung pathogener oder fakultativ pathogener Bakterien, Pilzen, Viren u. a., von denen bekannt ist, dass sie in Hühner- und Schweineställen über die Luft übertragen werden können, also im luftgetragenen Zustand für einige Zeit überlebensfähig sind (Wathes 1994). Von einer Reihe von Pilzporen ist bekannt, dass sie beim Menschen Allergien auszulösen vermögen (Lacey u. Dutkiewicz 1994). Die Angaben über Keimkonzentrationen in der Stallluft schwan-ken in weiten Grenzen und sind in hohem Maße von der benutzten Sammel- und Aufarbeitungstechnik abhängig. Orientierend lassen sich die in  Tabelle 2 genannten Luftkeimgehalte, ausgedrückt in koloniebildenden Einheiten pro Liter Luft (KBE/l), für die einzelnen Nutztierarten angeben. Keimzahlen von 1000 KBE pro Liter Luft sind keine Seltenheit und müssen beim Geflügel eher als geringer Keimgehalt eingeschätzt werden.

Aerogen übertragbare Mikroorganismen und Viren bei Huhn und Schwein (Wathes 1994):

  • Bakterien:
    • Bordetella bronchiseptica
    • Brucella suis
    • Corynebacterium equi
    • Erysipelothrix rhusiopathiae
    • Escherichia coli
    • Haemophilus gallinarus
    • Haemophilus parasuis
    • Haemophilus pleuropneumoniae
    • Listeria monocytogenes
    • Leptospira pomona
    • Mycobacterium avium
    • Mycobacterium tuberculosis
    • Mycoplasma gallisepticum
    • Mycoplasma hyorhinus
    • Mycoplasma suipneumoniae
    • Pasteurella multocida
    • Pasteurella pseudotuberculosis
    • Salmonella pullorum
    • Salmonella typhimurium
    • Staphylococcus aureus
    • Streptococcus suis Typ II
  • Pilze
    • Aspergillus flavus
    • Aspergillus fumigatus
    • Aspergillus nidulans
    • Aspergillus niger
    • Coccidioides immitis
    • Cryptococcus neoformans
    • Histoplasma farcinorum
  • Rickettsia
    • Coxiella burnetii
  • Protozoa
    • Toxoplasma gondii
  • Viren
    • Afrikanische Schweinepest
    • Aviäre Enzephalomyelitis
    • Aviäre Leukose
    • Maul- und Klauenseuche
    • Aviäre Influenza
    • Klassische Schweinepest
    • Einschlusskörper-Rhinitis
    • Infektiöse Bronchitis bei Geflügel
    • Infektiöse Laryngotracheitis bei Geflügel
    • Infektiöse Nephrose bei Geflügel
    • Infektiöse Schweine-Enzephalomyelitis
    • Mareksche Krankheit
    • Newcastle-Krankheit
    • Ornithose
    • Schweine-Enterovirus
    • Porcines Teschovirus
    • Übertragbare Schweine-Gastroenteritis

Unter den in obiger Auflistung genannten Keimen sind Erreger, die auch beim Menschen Erkrankungen auslösen können. Eine Gesundheitsgefährdung des Menschen im Stall durch diese Zoonose-erreger ist insbesondere immer dann gegeben, wenn hohe Konzentrationen solcher infektiösen Einheiten vorhanden sind. Ein in der Öffentlichkeit viel diskutiertes Beispiel aus jüngerer Zeit ist die aviäre Influenza, die für viel Aufsehen gesorgt hat, nachdem im Jahr 2003 während eines Seuchenzugs in den Niederlanden ein Tierarzt an einer Infektion gestorben war. Eine generelle Gefährdung des Menschen hat sich in Europa nicht entwickelt. Ein guter Gesundheitsschutz für den im Stall arbeitenden Menschen sind gesunde Tierbestände, die durch Betriebsabschirmung und kontrollierten Zu-kauf sowie durch Impfung oder rechtzeitige Behandlung erkrankter Tiere einen hohen Gesundheitsstatus erhalten können.

In den letzten Jahren wird vermehrt über die Besiedlung von Landwirten und landwirtschaftlichen Nutztieren mit Antibiotika-resistenten Bakterien, namentlich MRSA (Methicillin-resistente Staphylococcus aureus) berichtet (EFSA 2009) und es ist bekannt, dass Schweinestallstaub beträchtliche Mengen an Antibiotikarückständen enthalten kann (Hamscher et al. 2003). Arbeitsmedizinisch scheinen die MRSA aber im Stall eher eine untergeordnete Rolle zu spielen. Staphylocccus aureus ist ein üblicher Kommensale beim Menschen mit fakultativ pathogenen Eigenschaften, der regelmäßig an lokalen Wund- und Weichteilinfektionen, aber auch Sepsis, Endo-karditis und Toxin-assoziierten Syndromen wie dem Toxic-Shock-Syndrom beteiligt sein kann (Kloos et al. 1992; Landolo 2000). Dabei handelt es sich jedoch in der Regel um MRSA, die sich der Patient im Krankenhaus zuzieht (HA-MRSA, „hospital-acquired MRSA“). Die bei Nutztieren gefundene Variante wird als LA-MRSA („livestock-acquired MRSA“) bezeichnet. Bis zu 70 % aller schweinehaltenden Betriebe sind LA-MRSA-positiv (Friese et al. 2012). Auch bei Rindern, Schweinen, Geflügel und Pferden sowie Begleittieren wie Hunden wurden diese MRSA nachgewiesen (Walther et al. 2006; Köck et al. 2009). Ebenso kann Fleisch, das von Tieren aus kontaminierten Beständen stammt oder bei der Schlachtung kontaminiert wurde, MRSA tragen (EFSA 2009). Infektionen durch Verzehr von solchem Fleisch sind nicht bekannt (EFSA 2009). Landwirte, die Träger sind, erkranken in der Regel nicht. Betroffen sind vorrangig immunsupprimierte und geschwächte Patienten in Krankenhäusern, zu denen dann auch Landwirte zählen. In den Niederlanden wird prophylaktisch bei Personen, die Kontakt zu Nutztieren haben – da-zu gehören auch Tierärzte (Nathaus et al. 2011) – vor der Aufnahme in ein Krankenhaus eine Prüfung und ggf. Dekontamination vorgenommen. Insgesamt sollte angestrebt werden, den Antibiotikaverbrauch in der Human- und der Veterinärmedizin auf das unbedingt therapeutisch notwendige Maß zu reduzieren.

Staub in der Stalluft

Stallstaub stammt in erster Linie vom Futter und von den Tieren selbst oder geht von den Fäkalien oder der Einstreu aus. Er ist Träger von Gasen, Mikroorganismen, Endotoxinen und weiteren Stoffen wie Hautzellen der Tiere, Haarbruchstücken, Kotpartikeln und Teilen von Insekten. Im Unterschied zu vielen Industriestäuben besteht Stallstaub zu etwa 90 % aus organischem Material. Besonders bemerkenswert sind die relativ hohen Proteingehalte, die im Schweinestallstaub bei 24 %, im Pferdestall bei 26 % und in der Hühnerhaltung bei 50 % der Staubmasse liegen können (Hartung 1983; Aengst 1984; Zeitler 1988).

Die Staubkonzentrationen in der Stallluft können, ähnlich wie die Konzentrationen der Luftkeime, erheblich schwanken. Aus einer Untersuchung in 329 Stallungen in vier verschiedenen Ländern der Europäischen Union ergibt sich die in  Tabelle 3 gezeigte quantitative Verteilung des luftgetragenen Stallstaubs bei verschiedenen Nutztierarten, wobei hier jeweils 24-Stunden-Mittelwerte, getrennt nach einatembarem und alveolengängigem Staub, genannt sind. Die höchsten Staubkonzentrationen werden in der Geflügelhaltung beobachtet, gefolgt von der Schweine- und Rinderhaltung. Dabei werden die in Deutschland geltenden MAK-Werte (MAK 2013) für den einatembaren Staub von 4,0 mg/m³ in zahlreichen Legehennen-, Masthühner- und Ferkelställen regelmäßig überschritten. In Haltungssystemen, die mit Einstreu arbeiten, sind die Staubkonzentrationen besonders hoch. Dies betrifft auch den alveolengängigen Staub (MAK-Wert 0,3 mg/m³), der z. B. während einer einjährigen Untersuchung in einer Volierenhaltung für Legehennen im Mittel bei 1,93 mg/m³ lag (Saleh et al. 2004). In  Tabelle 4 sind die arithmetischen Mittelwerte der über ein Jahr monatlich durchgeführten 24 Probenahmen in drei Haltungssystemen mit Mittelwerten sowie höchsten und niedrigsten Befunden genannt. Die größten gesundheitlichen Gefährdungen durch Staub für die im Stall Arbeitenden müssten demnach in der Geflügelhaltung bestehen.

Die Wirkung des Stallstaubs auf die Gesundheit von Mensch und Tier wird einmal durch die Größe der eingeatmeten Partikel und zum anderen durch deren Beladung mit gasförmigen und toxischen Stoffen bestimmt. Partikel mit einem aerodynamischen Durchmesser von unter 5 µm gelten als alveolengängig. Gröbere Partikel werden weitgehend in Mund, Rachen und Luftröhre zurückgehalten. Hohe Luftstaubgehalte üben zunächst eine mechanische Reizwirkung auf die Atemschleimhäute und Konjunktiven aus. Bei längerer Einwir-kung kann es zur Überlastung der Lungen-Clearance-Funktion kom-men und die Atmung wird behindert, da der natürliche Reinigungsmechanismus der Atemwege nicht mehr ausreicht, die angefallenen Staubpartikel zu entfernen. Enthält der Staub spezifische Krankheitserreger, so können diese in den Atemtrakt eingetragen werden, wo sie mit dem Staub verbleiben. So können Infektionen sehr viel rascher angehen als bei intakten Atemwegen. Im Vordergrund der Staubwirkung steht jedoch oft die unspezifische Wirkung durch die gleichzeitige Einatmung großer Mengen an Staub, Mikroorganismen und Gasen, wodurch die natürlichen Abwehrmechanismen belastet werden und zur Resistenzminderung des Organismus führen können. Von erheblicher gesundheitlicher Bedeutung bei empfänglichen Individuen sind die allergenen und toxischen Inhaltsstoffe des Stallstaubs wie Eiweiße oder Endotoxine.

Endotoxine

Endotoxine sind Bestandteile der Zellwand gramnegativer Bakterien, die beim Zerfall der Bakterien freigesetzt werden. Chemisch sind sie Lipopolysaccharide. Im Stallstaub können sie über lange Zeit hinweg unverändert erhalten bleiben, wie eigene Untersuchungen an über 10 Jahre alten Schweinestallstäuben zeigten (Hamscher et al. 2003). Die Größe dieser Zellwandbestandteile beträgt nur etwa 30–40 nm. Sie besitzen somit die Voraussetzung, verhältnismäßig lange in einem schwebfähigen Zustand in der Luft bleiben zu können. Dies hängt davon ab, ob sie isoliert vorliegen oder an größere Staubpartikel gebunden sind. Den Endotoxinen wird bereits seit einiger Zeit eine Bedeutung bei der Entstehung von Atemwegsbeschwerden bei Landwirten zugemessen (z. B. Bergmann u. Müsken 1994), wobei die Mechanismen jedoch noch nicht vollständig verstanden werden. Angaben zu Aufbau, Struktur und Wirkung der Endotoxine finden sich bei Rietschel et al. (1993). Systematische Untersuchungen zum Vorkommen von Endotoxinen in der Luft von Nutztierhaltungen sind erst in den letzten Jahren intensiviert worden. Die Abbildungen 1 und 2 geben einen Überblick über Endotoxingehalte in der Luft verschiedener Nutztierställe (Hartung u. Seedorf 1999).

Abbildung1 fasst die Befunde von Endo-toxinmessungen in der einatembaren Luftstaubfraktion aus 83 Nutztierställen zusammen. Die höchsten Konzentrationen werden in Masthühnchenställen beobachtet, gefolgt von Sauen, Absetzerferkeln, Legehennen, Mastrinder, Kälbern, Milchkühen und Mastschweinen. Auch in der logarithmischen Darstellung werden die z. T. außerordentlich großen Schwankungen deutlich. Betrachtet man den Endotoxingehalt in den parallel gesammelten Feinstaubproben (alveolengängige Luftstaubfraktion), so ergibt sich eine ähnliche Rangfolge der Tierarten und Nutzungsrichtungen auf einem um un-gefähr 1 bis 2 Zehnerpotenzen niedrigeren Niveau ( Abb. 2). Eine Ausnahme bilden die Mastschweineställe, in denen die Endo-toxinkonzentrationen in der alveolengängi-gen Luftstaubfraktion leicht über den Befun-den der einatembaren Fraktion liegen. Offen-bar waren die Endotoxine in den untersuchten Schweinemastställen vorwiegend an die alveolengängigen Partikel gebunden. Bei den hier untersuchten Legehennenställen handelte es sich ausschließlich um modernere Käfighaltungsanlagen. Vergleicht man alle bislang von uns untersuchten Käfigbatterie-haltungen (n = 19) beispielsweise mit dem alternativen System der Volierenhaltung für Legehennen, das mit Einstreu und Scharraum ausgestattet ist (n = 24), so liegt der Median der Endotoxinkonzentration im al-veolengängigen Staub in den Käfigställen bei etwa 5 ng/m³, in dem alternativen System bei etwa 30 ng/m³. Der Grund für die höheren Konzentrationen ist v. a. in der Einstreu zu suchen, von der beim Scharren, Picken, Flie-gen und Laufen erhebliche Staubanteile in die Stallluft abgegeben werden. Das Einstreu-material ist mit Kot und damit mit gram-negativen Bakterien verunreinigt.

Quantitativ zeigt sich, dass die höchsten Konzentrationen in der Geflügelhaltung, ge-folgt von der Schweine- und Rinderhaltung gefunden werden. Besondere Bedeutung ge-winnen diese Zahlen vor dem Hintergrund, dass immer wieder Grenzwerte für Endotoxine im Arbeitsschutz in Größenordnungen zwischen 50–100 EU/m³ u. a. in den Niederlanden diskutiert werden (D. Heederick, pers. Mitteilung 2014).

Abhilfemaßnahmen – Staubreduzierung

Zur Minderung von Luftverunreinigungen in der Stallluft bietet sich eine weite Palette von technischen und organisatorischen Maßnahmen an. Dazu gehört die möglichst rasche Entfernung der Fäkalien aus dem Stall, was z. B. die Ammoniakabgabe erheblich reduzieren kann. Staubentstehung und Staubverbreitung kann durch angemes-sene Ventilation, regelmäßige Staubentfernung und Staubbindung vermindert werden. Weiter werden Fettzusatz im Futter, Ionisierung der Luft und elektrostatische Filtration sowie das Versprühen von Wasser oder Ölen genannt, um den Staub aus Futter, Einstreu und von den Tieren zu binden. Eine Übersicht findet sich bei Pedersen (1998). Die zuletzt genannten Maßnahmen müssen besonders sorgfältig durchgeführt werden, um die Gesundheit von Mensch und Tier nicht zusätzlich zu gefährden.

Luftbelastungsindex

Trotz aller Einzelkenntnisse über die verschiedenen Stallluftkomponenten fehlt es an einem Konzept zur Wirkungseinschätzung, das den Bioaerosol-Charakter der Luftverunreinigungen berücksichtigt. Um den komplexen Interaktionsmechanismen näher zu kommen und um die Möglichkeit zu eröffnen, die Wirkung der verschiedenen Luftinhaltsstoffe mit einem Wert beschreiben zu können, schlägt Seedorf (2003) einen Index vor, der die integrale Qualität der Luft widerspiegelt. Solche in der Städteklimatologie bereits gebräuchlichen Luftbelastungs- oder auch Luftqualitätsindices dienen der Situationsbeschreibung der Luft, um hierüber belastende und wirkungsbezogene Schwellenwerte zu definieren (Mayer et al. 2001). Solche Indices machen im Allgemeinen Aussagen über Gruppen verschiedener aber ähnlicher Merkmalswerte, wobei allerdings die Indexberechnung immer mit dem gleichzeitigen Verlust eines Teils der zugrunde liegenden Einzelinformation verbunden ist. Der große Vorteil eines solchen Index liegt im Ausdruck der durchschnittlichen Veränderungen einer Vielzahl von Komponenten in nur einer einzi-gen Zahl (Stoyan et al. 1997). Ein solcher Luftbelastungsindex für die Nutztierhaltung könnte LBIN heißen, mit dem Zustandsbewertungen vorgenommen werden, indem gemessene Konzentrationswerte mit Grenz-, Richt- oder Zielwerten verglichen werden. Das Prinzip beruht auf der mathematischen Aggregation stoffspezifischer Luftinhaltsstoffe, wobei die Tierart (s), die gemessene Konzentration des spezifischen Luftinhaltsstoffes x im Stall (Cx) und die Richtwertkonzentration des spezifischen Luftinhaltsstoffes x im Stall (Rx) in folgende Formel eingehen:

Dabei kann gelten, dass die Luftqualität umso ungünstiger ist, je näher die Werte von Ist- und Richtwertkonzentration beieinander liegen. Dabei ist die Anzahl der betrachteten Schadstoffe nicht begrenzt. Die Bewertung ist relativ einfach: Wenn alle Konzentrationen die Richtwerte erreicht haben, ist der LBIN = 1. Entsprechend bedeutet also LBIN < 1, dass das System in Bezug auf den betrachteten Richtwert unterbelastet ist. LBIN > 1 heißt, dass das System in Bezug auf den betrachteten Richtwert überbelastet ist (Seedorf 2003).

Der LBIN ist in der Praxis jedoch noch nicht erprobt. Dies liegt vornehmlich daran, dass für die meisten Luftkomponenten noch die Grenz- oder Richtwerte fehlen, wodurch die Aussagekraft des Index noch wenig aussagefähig bleiben muss. Um Fortschritte zu erzielen, wäre es notwendig, auch den Bereich der Indexbildung weiterzuentwickeln.

Ausblick

Luftverunreinigungen in der Stallluft stellen offensichtlich einen gesundheitlichen Risikofaktor für Mensch und Tier dar. Wenn auch die Rolle der einzelnen Komponenten nicht immer hinreichend geklärt ist, sollten Abhilfemaßnahmen mit dem Ziel ergriffen werden, die Luftqualität stetig zu verbessern. Dies kann effektiv durch Verhinderung der Bildung von Luftverunreinigungen und durch rasche Ent-fernung der entstandenen Komponenten aus der Stallluft erfolgen. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die Probleme nicht lediglich in die Stallumgebung verlagert werden. Minderungsmaßnahmen sollten zuerst bei den Tierhaltungen einsetzen, die die höchste Luftbelastung aufweisen. Dies trifft besonders auf die Geflügelhaltung zu, in der regelmäßig die höchsten Konzentrationen an Mikroorganismen, Staub und Endotoxinen gefunden werden, gefolgt von Schweine- und Rinderställen. Weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität in den Ställen sollten die Optimierung der Lüftung, die Beachtung der Stallhygiene und eine Staubbindung z. B. durch Futterzusätze oder Wasseranwendung einschließen. Die wirksamste Maßnahme zum Schutz des im Stall arbeitenden Menschen ist aber nach wie vor der persönliche Atemschutz in Form von Masken.

Es erscheint dringend geboten, verstärkte Anstrengungen von Praxis, Behörden und Wissenschaft gemeinsam zu unternehmen, um die Luftbelastung in den Nutztierställen zu vermindern. Dies wäre nicht nur ein sinnvoller Beitrag zur Förderung der Tiergesundheit, des Tierschutzes und des Verbraucherschutzes, sondern insbesondere auch ein wichtiger Schritt zur Erhaltung der Gesundheit der in den Ställen arbeitenden Menschen. Eine Verminderung der Entstehung von luftverunreinigenden Stoffen im Stall führt auch zu einer Entlastung der Umwelt durch geringere Emissionen. Eine zukunftsorientierte, nachhaltige Nutztierhaltung ist in der Pflicht – neben Tierschutz, Verbraucherschutz, Umweltschutz und der die Nutztierhaltung tragenden Ökonomie – künftig auch den Arbeitsschutz verstärkt zu berücksichtigen.

Schlussfolgerungen

  • Die Luft in Nutztierställen enthält eine Vielzahl von Stoffen, die gesundheitliche Nachteile bei Mensch und Tier im Stall verursachen können. Dabei scheinen die Bioaerosole eine besondere Rolle zu spielen.
  • Die höchsten Konzentrationen an Bioaerosolen wie Staub, Mikro-organismen und Endotoxine werden in der Geflügelhaltung in Systemen mit Einstreu wie z. B. der Voliere für Legehennen angetroffen. Dort werden auch regelmäßig die MAK-Werte für ein-atembaren und alveolengängigen Staub überschritten.
  • Die Weiterentwicklung tierfreundlicher Haltungssysteme mit ver-besserter Luftqualität am Arbeitsplatz Stall ist im Hinblick auf die Gesundheit von Mensch und Tier zwingend erforderlich.
  • Im Vordergrund muss die Reduzierung von Staub, Keimen, Endo-toxinen und Gasen wie Ammoniak und Schwefelwasserstoff stehen.
  • Dabei kann als Zielgröße die Entwicklung eines „Belastungsindex“ hilfreich sein.
  • Der Arbeitnehmer kann sich im Einzelfall mit Hilfe von Atemmasken schützen.
  • Eine zukunftsorientierte Nutztierhaltung, die nachhaltig sein will, muss auch den Arbeitsschutz einschließen.

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Verfasser

Prof. Dr. med. vet. Dr. h.c. J. Hartung

Tierärztliche Hochschule Hannover

Institut für Tierhygiene, Tierschutz und Nutztierethologie

Bischofsholer Damm 15

30173 Hannover

joerg.hartung@tiho-hannover.de

Fußnoten

Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Tierhygiene, Tierschutz und Nutztierethologie (Direktorin: Prof. Dr. med. vet. Nicole Kemper)

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